Skin-covered hybrid tissue engineering for thinking, sensing & actuating

Main purpose of this project is developing skin-covered multi-organ hybrid tissue which consists of innervated skin, telen-dien-mesencephalon and neuromuscular junction as a sensory receptor unit, a brain unit and actuating muscle unit respectively. Innervated skin can create sensing by forming sensory receptors, which can recognize various external stimuli and transfer a signal to brain unit. In brain unit, cerebral organoid and thalamus organoid can receive the signal from the sensory unit and transfer to midbrain-like organoid. Midbrain-like organoid transfers the signal through motor-neuron and finally activate a muscle bundle. This hybrid tissue system protected by covering skin can survive outside of incubator and directly interact with environment through physical stimuli. Alternatively this system will able to make the product of tissue engineering easily approach to ordinary people like PlayStation or cell phone.

피부로 보호된 생각하고 감지하고 반응하는 복합 조직 모델의 개발

다양한 기관으로 구성된 복합 조직 모델은 각각 감각 수용기로서의 신경이 연결된 피부와 감각신경을 운동신경으로 전달하는 대뇌-시상-중뇌 모사체, 운동신경에 의해 반응하는 작용기로서의 신경-근육 접합부로 이루어져 있으며, 모든 배양체는 피부로 감싸여 있다. 신경이 연결된 피부는 감각 수용체를 형성하여 감각을 만들어내며, 생성된 신경 신호는 대뇌-시상-중뇌 모사체로 이루어진 뇌 오가노이드로 전달된다. 뇌 오가노이드에서는 대뇌-시상 모사체가 감각신경을 받아들여 중뇌 모사체로 전달하게 된다. 중뇌 모사체를 거쳐 운동신경으로 전달되면 최종적으로 운동신경에 연결된 근육을 움직이게 된다. 이 모든 배양체는 피부로 감싸여 보호되기 때문에 인큐베이터 밖에서도 배양이 가능하며 물리적 자극을 통해 주변환경과 직접적으로 상호작용이 가능할 수 있다. 궁극적으로 이러한 시스템은 조직공학의 결과물이 연구를 비롯한 전문분야에만 머물지 않고, 평범한 사람들에게도 쉽게 인식되고 활용될 수 있는 길을 열 것이다.